Μάζα εναντίον Πυκνότητας
Η μάζα και η πυκνότητα είναι φυσικές ιδιότητες οποιασδήποτε ουσίας και έχουν μεγάλη σημασία όχι μόνο για την ουσία, αλλά και για τη χρήση και την εφαρμογή της από τον άνθρωπο. Αν και είναι εύκολο να δούμε φυσικές ιδιότητες όπως το μήκος, το πλάτος και το ύψος πιο εύκολα από τη μάζα και την πυκνότητα, αυτές οι ιδιότητες είναι στην πραγματικότητα πιο σημαντικές για τις ουσίες. Η μάζα αντανακλά την ποσότητα υλικού ή υλικού από το οποίο αποτελείται ένα αντικείμενο, ενώ η πυκνότητα αντανακλά τον χώρο που απαιτεί ή γεμίζει αυτό το υλικό. Αν και η διαφορά μεταξύ μάζας και πυκνότητας φαίνεται αρκετά απλή και αβλαβής, υπάρχουν λεπτές διαφορές που θα καλυφθούν επίσης σε αυτό το άρθρο.
Όλοι γνωρίζουμε ότι ένα κομμάτι βράχου έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από μια μπάλα χαρτιού ίδιου μεγέθους. Αυτό οφείλεται στο σχετικό βάρος των αντικειμένων με σταθερό όγκο. Αν και τόσο η χάρτινη σφαίρα όσο και το κομμάτι βράχου έχουν τον ίδιο όγκο, ο βράχος είναι βαρύτερος από το χαρτί. Η πυκνότητα αναφέρεται επίσης στο πόσο στενά συσκευασμένα είναι τα μόρια της ουσίας. Αυτό προφανώς σημαίνει ότι ένα φλιτζάνι από αφρό είναι λιγότερο πυκνό από ένα φλιτζάνι από κεραμικό. Στον απλούστερο από τους ορισμούς, η πυκνότητα ενός υλικού είναι η μάζα του ανά μονάδα όγκου.
Πρέπει να γνωρίζετε την πρακτική της σύγκρισης των πυκνοτήτων των ουσιών με την πυκνότητα του νερού. Αυτό συμβαίνει επειδή η πυκνότητα του νερού έχει ληφθεί ως μία, και έτσι, ένα αντικείμενο που έχει μεγαλύτερη πυκνότητα θα βυθιστεί στο νερό, ενώ ένα αντικείμενο που έχει πυκνότητα μικρότερη από το νερό θα επιπλέει πάνω του. Δόξα τω Θεώ, το πετρέλαιο έχει πυκνότητα μικρότερη από το νερό, διαφορετικά οι πετρελαιοκηλίδες από δεξαμενόπλοια θα είχαν βυθιστεί μέσα στους ωκεανούς, σκοτώνοντας όλα τα πλάσματα του νερού. Το χυμένο λάδι συνεχίζει να επιπλέει στο νερό, το οποίο μπορεί να συλλεχθεί με διάφορα μέσα.
Η έννοια της διαφοράς μεταξύ μάζας και πυκνότητας βοηθάει πολύ στην περιγραφή του πώς ένα πλοίο με τεράστια μάζα επιπλέει στο νερό. Ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο ή βαρύ μπορεί να είναι ένα πλοίο, δεν θα βυθιστεί όσο η πυκνότητά του είναι μικρότερη από 1,0 g/cc. Αν και ένα πλοίο μπορεί να έχει πολύ χάλυβα στην κατασκευή του, γεγονός που το καθιστά βαρύ, έχει μεγαλύτερο όγκο, διατηρώντας έτσι την πυκνότητά του κάτω από 1 g/cc αναγκάζοντάς το να επιπλέει στο νερό.
Γιατί πιστεύετε ότι το μάγμα βρίσκει το δρόμο του μέχρι το στόμιο των ηφαιστείων; Ακριβώς επειδή, αυτό το μείγμα λιωμένου πετρώματος είναι ελαφρύτερο από τα γύρω πετρώματα, το μάγμα εμφανίζεται και εξαπλώνεται έξω από το ηφαίστειο με τη μορφή λάβας. Μια πολύ ενδιαφέρουσα εφαρμογή μάζας και πυκνότητας παρατηρείται στο νερό των ωκεανών, όπου το νερό στην επιφάνεια είναι θερμότερο από το νερό στον πυθμένα. Αυτό συμβαίνει επειδή, το ζεστό νερό είναι ελαφρύτερο από το κρύο και έτσι ανεβαίνει στην επιφάνεια.
Ίσως το καλύτερο παράδειγμα διαφοράς μεταξύ μάζας και πυκνότητας αποτελεί παράδειγμα του αερόστατου. Όταν ο αέρας θερμαίνεται, γίνεται λιγότερο πυκνός και το μπαλόνι αρχίζει να επιπλέει στον ψυχρότερο, πιο πυκνό αέρα μόλις η πυκνότητά του γίνει μικρότερη από αυτή της ατμόσφαιρας.
Συνοπτικά:
Διαφορά μεταξύ μάζας και πυκνότητας
• Δεν χρειάζεται να παραμένετε σε σύγχυση με τους όρους μάζα και πυκνότητα, και βαρύτερο ή ελαφρύτερο απλώς αντανακλά τη μάζα ή το βάρος του αντικειμένου
• Η έννοια της πυκνότητας μας λέει πόσα υλικά συσκευάζονται σε μοναδιαίο χώρο, κάνοντας έτσι μια ουσία πιο πυκνή.
• Ουσίες πυκνότερες από το νερό βυθίζονται στο νερό, ενώ ουσίες με μικρότερη πυκνότητα από το νερό επιπλέουν στο νερό.
• Η πυκνότητα ενός μεγάλου πλοίου, παρόλο που χρειάζεται πολύ ατσάλι, παραμένει λιγότερο από 1g/cc, κάνοντάς το να επιπλέει στο νερό.
